Контактная сеть электрифицируемого участка железной дороги постоянного тока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Совокупность устройств, начиная от генераторов электростанций и кончая тяговой сетью, составляет систему электроснабжения электрифицированных железных дорог. От этой системы питаются электрической энергией, помимо собственной электрической тяги (электровозы и электропоезда), а также все не тяговые железнодорожные потребители и потребители прилегающих территорий. Поэтому электрификация ЖД решает не только транспортную проблему, но и способствует решению важнейшей народнохозяйственной проблемы-электрификации всей страны.

В данном курсовом проекте произведен расчет участка контактной сети постоянного тока. Составлены монтажные планы контактной сети станции и перегона.

К устройствам контактной сети относятся все провода контактных подвесок, поддерживающие и фиксирующие конструкции, опоры с деталями для крепления в грунте, к устройствам воздушных линий - провода различных линий (питающих, отсасывающих, для электроснабжения автоблокировки и прочих не тяговых потребителей и др.) и конструкции для их крепления на опорах.

Проектирование контактной сети выполняется в соответствии с Нормами проектирования контактной сети. Одновременно учитываются требования, приведённые в документах, регламентирующих эксплуатацию контактной сети: Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог, Правил техники безопасности при эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог и устройств электроснабжения автоблокировки, Инструкции по сигнализации, ПТЭ железных дорог РФ, а также прочих ГОСТов.

сеть контактная нагрузка



1. Определение нагрузок, действующих на провода контактной сети, для станций и перегонов

Согласно заданию на станции и перегоне используют несущий трос марки МСН - 95;контактный провод 2МФ - 100 на главных путях.

На боковых путях станции принимаем контактную подвеску ПБСМ-70+2МФ - 85 связи с тем, что на боковых путях сравнительно не большой пропуск электропоездов.

Тип подвески: КС - 120.

Система тока: постоянный.

Метеорологические условия: ветровой район I , район территории по гололёду II.

Определение нагрузки от собственного веса несущего троса, так как несущий трос на станции, перегоне один и тот же, то [1, таблица 2.6] g_нт = 0,837 даН/м, на боковом пути: g_{нт =} 0,606 даН/м

Определение нагрузки от собственного веса контактного провода, [1, таблица 2.1]

На станции:

главные пути: g_кп = 0,890 даН/м;

боковые пути: g_кп= 0,755 даН/м;

на перегоне: g_кп= 0,890 даН/м.

Определение нагрузки от веса струн и зажимов равномерно распределены по длине пролёта применяется равной 0,05 дан/м для каждого провода. Определяем нагрузку от собственного веса цепной контактной подвески определяется по формуле

, (1)

где n - число контактных проводов

g_кп - вес контактного провода

g_нт - вес несущего троса

g_с - нагрузка от собственного веса струн и зажимов

на станции:

главные пути:

g_п= 0,837 +2(0,890 +0,05) = 2,717 даН/м;

боковые пути:

g_п= 0,606 +2(0,755 +0,05) = 2,216 даН/м;

на перегоне:

g_п= 0,837 +2(0,890 +0,05) = 2,717 даН/м.

Определяем нагрузку на несущий трос от веса гололеда по формуле

, (2)

где n_г - коэффициент перегрузки:

n_г = 0,75 - выемка ;

n_г = 1,25 - насыпь;

n_г = 1 - станция;

Главные пути станции

;

Боковые пути станции

Перегон

.

(3)

мм

где b_Н -толщина корки льда[из исходных данных];

К''_г - поправочный коэффициент [табл. 2, прил. 4];

К'_г -поправочный коэффициент в зависимости от ветра [табл.3,прил.4];

Определяем нагрузку на контактный провод от веса гололеда

(4)

Главные пути станции

;

Боковые пути станции

;

Перегон

.

Определим средний диаметр контактного провода



мм, (5)

Главные пути

=12,305 мм;

Боковые пути

=11,28 мм.

где d_ср-средний диаметр контактного провода;

A и H - ширина и высота сечения контактного провода.

Определить нагрузку от веса всех контактных проводов, покрытых гололедом, цепной контактной подвески по формуле:

(6)

Главные пути

Боковые пути

Перегон



Определим ветровую нагрузку на несущий трос при максимальном ветре по формуле

где - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления ветру, отнесенный к площади сечения провода [табл. 5, прил. 4];

K-коэффициент ветрового воздействия в зависимости от рельефа местности [табл. 4, прил. 4].

Главные пути

,

Боковые пути

,

Насыпь

,

Выемка

,

Нулевое место



.

Определим ветровую нагрузку на контактный провод в режиме максимального ветра по формуле

Главные пути

,

Боковые пути

,

Насыпь

,

Выемка

;

Нулевое место

;



Определим ветровую нагрузку на несущий трос, покрытый гололедом, по формуле

(9)

Главные пути

;

Боковые пути

;

Насыпь

;

Выемка

;

Нулевое место

.

Определим ветровую нагрузку на контактный провод, покрытый гололедом, по формуле:

(10)

Главные пути

=0,295 ;

Боковые пути:

=0,282;

Насыпь

=0,539 ;

Выемка

=0,284 ;

Нулевое место

=0,469 даН;

Определим суммарную нагрузку на несущий трос при максимальном ветре по формуле

, (11)



Главные пути

= 7,608 ;

Боковые пути

= 5,082 ;

Насыпь

= 8,135 ;

Выемка

= 7,590 ;

Нулевое место

= 7,953 .

Определим суммарную нагрузку на несущий трос в режиме гололеда с ветром по формуле:

(12)

Главные пути

;



Боковые пути

;

Насыпь

;

Выемка

;

Нулевое место

;

2. Определение максимально допустимых длин пролетов

Определим максимально допустимую длину пролета без учета эквивалентной нагрузки.

, (1)

где K - натяжение контактного провода [табл. 7, прил.4],

- допустимое горизонтальное отклонение контактного провода от оси токоприемника, = 0,5 м,

- прогиб опоры под действием ветра на уровне подвески подвеса контактного провода [табл. 6, прил. 4],

a - зигзаг контактного провода.

Главные пути

=97,1 ,

Боковые пути

=72,07,

Насыпь

=101,575,

Выемка

=99,174 даН.

Определим длину пролета для кривых участков пути

(5)

Кривая R1

Кривая R2

Определим среднюю длину струны для прямых и кривых участков пути по формуле

(2)

где h - конструктивная высота подвески по заданию;

Т₀ - натяжение несущего троса, соответствующее беспровесному положению контактного провода, даН/м;

T₀= 0,8T_max- для биметаллических несущих тросов;

T_max - максимальное допустимое значение натяжения несущего троса [табл. 7, прил. 4].

Главные пути

м;

Боковые пути

Насыпь

Выемка

м.

Кривая R1

Кривая R2

Определим эквивалентную нагрузку для прямых и кривых участков пути

(3)

где Т - натяжение несущего троса;

Т = Т_ном - для компенсированных цепных контактных подвесок;

Т = Т_max - для полукомпенсированных цепных контактных подвесок;

h_и - длина подвесной гирлянды изоляторов несущего троса, - 0,73м;

-допустимый прогиб опоры под действием ветра на уровне подвеса несущего троса [табл. 6, прил.4].

Главные пути

Боковые пути

Насыпь

Выемка

Кривая R1

Кривая R2

Определим максимально допустимую длину пролета с учетом эквивалентной нагрузки для прямых и кривых участков пути

,, (4)

.

Главные пути

= 96,7 ;

Боковые пути

= 71,9 ;

Насыпь

= 97,9 ;

Выемка

= 96,6 ;



Кривая R1

= 33,98;

Кривая R2

= 49,82.

3. Обоснование схемы питания и секционирования

Контактная сеть электрифицируемого участка для обеспечения надёжной работы и удобства её обслуживания делится на отдельные секции, электрически независимые друг от друга. Секционирование осуществляется изолирующими сопряжениями анкерных участков, секционными изоляторами, секционными разъединителями и врезными секционирующими изоляторами.

Продольное секционирование предусматривает отделение контактной сети станций от контактной сети перегонов по каждому главному пути, разделение контактной сети у постов секционирования и выделение крупных искусственных сооружений (мосты, тоннели) в отдельные секции.

Продольное секционирование осуществляется трёхпролётными изолирующими сопряжениями, которые располагаются между входным сигналом или знаком "Граница станции'' и крайним стрелочным переводом.



Рисунок 1 Продольное секционирование контактной сети

На изолирующих сопряжениях устанавливаются шунтирующие их продольные секционные разъединители, обозначающиеся заглавными буквами русского алфавита: А, Б, В…

Секции контактной сети переменного тока, питающиеся от разных фаз, разделяют изолирующими сопряжениями с нейтральной вставкой, исключающей одновременное перекрытие токоприемником этих сопряжений.

Нейтральные вставки представляют собой два последовательно расположенных изолирующих сопряжения и располагаются за входным сигналом на расстоянии, позволяющем электроподвижному составу проследовать её по инерции, не препятствуя остановке поезда перед закрытым входным сигналом.

Поперечное секционирование между путями осуществляется секционными изоляторами, поперечными разъединителями и врезными изоляторами в фиксирующих тросах поперечных и в нерабочих ветвях контактных подвесок. При поперечном секционировании учитывается следующее:

1 Контактная сеть главных путей перегона и станции выделяется в отдельные секции.

2 К контактной подвеске главных путей допускается присоединять две-три подвески боковых путей. Остальные, как правило, выделяют в отдельную секцию.

3 Вне зависимости от числа электрифицированных путей в отдельные секции выделяют пути для производства погрузочно-разгрузочных работ, осмотра крышевого оборудования, отстоя и экипировки электроподвижного состава, снабжения водой пассажирских вагонов и наливки цистерн, путей электро-депо.

Чтобы выполнить это условие, нужно предусмотреть установку секционных изоляторов в контактные подвески станционных путей. Тип секционного изолятора выбирают в зависимости от максимальной скорости движения поездов и номинального напряжения в контактной сети.

Поперечные разъединители, соединяющие контактные подвески разных секций станций, обозначаются буквой "П", Они могут иметь как ручные, так и двигательные приводы.

Присоединение контактных подвесок путей, где производятся работы вблизи контактной сети, выполняют секционными разъединителями с заземляющими ножами; обозначают их буквой "3".

При выборе типа приводом разъединителей контактной сети учитывают

назначение путей частоту переключений разъединителей, особенности секционирования данного участка контактной сети и т.п.

Современные требования предусматривают применение дистанционного и телеуправления секционными разъединителями, поэтому линейные, продольные и поперечные разъединители следует проектировать с двигательными приводами.

Рисунок 2 Питание контактной сети от тяговой подстанции

На двухпутных участках переменного тока питающие линии, отходящие от тяговой подстанции к контактной сети перегонов, проектируют отдельно на каждый путь. Фидерная линия, питающая станционные пути, выделяется отдельно. Если длина фидера меньше 150 метров, линейные разъединители можно не проектировать.

Разъединители питающих линий обозначаются "Ф" с цифровыми индексами, соответствующими номерам путей.

На схему питания и секционные участки наносятся тяговые подстанции: питающие и отсасывающие линии, секционные разъединители в нормальном положении с присвоенными им литерами или номерами, секционные изоляторы с присвоенными им номерами, изолирующие сопряжения анкерных участков и их названия, номера воздушных стрелок, которые должны соответствовать номерам стрелочных переводов, пересечение контактной сети воздушными линиями электропередач, искусственные сооружения, перерывающие контактную сеть (мосты, путепроводы и др),станции с указанием километража и остановочные пункты, границы дистанции контактной сети.



4. Текущий ремонт контактной сети

Текущий ремонт контактной сети производится с целью выявления и устранения отклонения от установленных норм содержания или от нормального состояния отдельных частей, деталей и конструкций.

Текущий ремонт выполняется в строго установленные сроки и по мере надобности при выявлении во время осмотров первых признаков повреждений или отклонений от нормального состояния. При текущем ремонте тщательно осматривается все оборудование с проверкой креплений, регулированием, чисткой и смазкой его, а также заменяются в небольшом объеме отдельные изношенные или корродированные части и детали.

Объем и сроки выполнения работ по текущему ремонту контактной сети, определенные правилами содержания, приведены в табл. 4. В зависимости от особенностей того или иного электрифицированного участка периодичность работ может быть изменена с разрешения руководства дороги.

Работы по текущему ремонту, не требующие снятия напряжения с контактной сети, производятся в условиях нормального движения поездов. Работы со снятием напряжения выполняются в «окна», предоставляемые дорогой.

В настоящее время на транспорте резко повышается интенсивность движения поездов, в связи с чем выделение специальных «окон» для работ на контактной сети со снятием напряжения становится все более трудной задачей. Приспосабливаясь к новым условиям, рационализаторы и передовые коллективы электрифицированных участков постоянно расширяют перечень работ, выполняемых без снятия напряжения с контактной сети. При этом благодаря тщательно продуманным конструктивным изменениям устройств и изменениям технологии не только не повышается опасность работ, но, наоборот, создаются более безопасные условия их выполнения, так как время окончания той или иной работы не ставится в зависимость от начала движения поездов.

Так, в последнее время освоены работы под напряжением на гибких поперечинах, секционных разъединителях, роговых разрядниках, анкеровках контактной подвески и по смене фиксаторов.

В 1962 г. на Западно-Сибирской дороге В.И. Пономаревым; В.В. Лукьяпчиковым, А.В. Соколюком и В.Ф. Токаревым разработана и внедрена технология выполнения всех работ на контактной сети небольших станций без перерыва движения поездов. Сущность этого метода заключается в том, что для производства работ па станции напряжение снимают в то время, когда на станцию не поступают поезда с остановками. Следующие же без остановки поезда проходят станцию в это время на выбеге с опущенными пантографами. Безопасность работ в этом случае обеспечивается выдачей на поезда предупреждений об опускании пантографов перед воздушными промежутками станции, установкой ясно видимых сигналов об опускании пантографов и установкой двух заземляющих штанг на каждой секции контактной сети.

Большую роль в облегчении выполнения работ со снятием напряжения сыграло внедрение телеуправления секционными разъединителями, благодаря чему оказалось возможным использовать для работ даже малые (порядка 20--30 мин) «окна» в движении поездов

5. Техника безопасности при работе на контактной сети

Контактная сеть считается под напряжением с момента первой подачи в неё напряжения. С момента подачи в контактную сеть напряжения все переключения на контактной сети, а также подача и снятие с неё напряжения должны производиться только по приказу электродиспетчера, оформляемому в установленном порядке.

В каждой работающей на контактной сети группе должен иметься руководитель, отвечающий за безопасность работающих под его руководством лиц и за безопасность движения поездов по месту производства работ.

Руководитель работы должен иметь при себе схему секционирования контактной сети. Каждый раз перед окончанием работы руководитель работ должен привести контактную сеть в состояние, обеспечивающее безопасность следования поездов по месту работ с установленной графиком движения скоростью и безопасность посторонних лиц и обслуживающего персонала.

Работники, производящие работы на контактной сети, обязаны беспрекословно выполнять все распоряжения руководителя работ и приступать к работе на сети не раньше, чем руководитель работ даст на это своё разрешение.

Все работы на высоте могут производиться только в присутствии поблизости от места работ (не далее одного мачтового пролёта) второго работника. Работы на высоте без предохранительных поясов воспрещаются.

Во время работы работающие должны закрепляться карабином или цепью предохранительного пояса за опоры или за окончательно закреплённые тросы и провода.

При передвижении по вспомогательным, фиксирующим или несущим тросам обязательно закрепление цепью предохранительного пояса к одному из тросов.

При работе вблизи проводов или деталей контактной сети, находящихся под напряжением, работники должны находиться от них на расстоянии не менее 2 м. Руководитель работ должен постоянно при этом следить, чтобы работники его группы не могли случайно прикоснуться верёвкой, проволокой, тросом и другими предметами к проводам и деталям контактной сети, находящимся под напряжением.

С разрешения в каждом отдельном случае начальника дистанции контактной сети или его заместителя (мастера дистанции) в светлое время суток допускается производство работ на расстояние меньше 2 м, но не менее 0,8 м от частей, находящихся под напряжением.

При работе вблизи частей, находящихся под напряжением, каждая работающая группа должна иметь заземляющую штангу, причём башмак её должен быть присоединён к рельсу.

Для производства работ без снятия напряжения с сети на деревянных опорах, не имеющих специальных заземлений, при наличии оттяжки необходимо до начала работ проверить исправность изоляторов. Для этого крюком заземляющей штанги, с присоединённым к рельсу заземляющим проводом, прикасаются поочерёдно к арматуре, связанной с изоляторами (консоль, кронштейны, крепительные уголки и т. п.). После этого штанга завешивается на тот элемент арматуры, где будет производиться работа, и оставляется на месте работ. При этом штанга может быть заменена медным заземляющим проводом, сечением не менее 50 мм2 со специальными зажимами на концах.

При производстве работ, не препятствующих проходу поездов, провода, натяжные приспособления, верёвки, проволока и т. п. не должны выступать за пределы габарита приближения строений к пути.

При производстве на путях работ, препятствующих проходу поездов, место работ должно быть ограждено сигналами в соответствии с требованиями ПТЭ и Инструкции по сигнализации.

При производстве на путях работ, не препятствующих движению поездов, руководитель работ лично и через особо выделенных специалистов обязан следить за поездами, подходящими к месту работ с обеих сторон.

При приближении поезда руководитель работ заблаговременно даёт распоряжение всем работающим об уходе с пути на ближайшую обочину земляного полотна, не ближе 2 м от рельса на перегоне, или на соседнее междупутье -- на станции.

Если условия работы не обеспечивают достаточной видимости и надёжной связи сигналистов с работающей группой людей, руководителем работ должны быть выставлены дополнительно промежуточные сигналисты. В особо трудных условиях, например, при работе с лейтера на больших мостах, в тоннелях и скальных выемках большой протяжённости, сигналисты выставляются на такие расстояния от места работ, чтобы с момента предупреждения о подходе поезда обеспечивалось достаточное время для работающей группы монтёров прекратить работу и выйти с лейтером и другими приспособлениями на безопасное место. В случае надобности между удалёнными сигналистами и работающей группой устанавливается телефонная связь при помощи переносных телефонов.

Работа на проводах высокого или низкого напряжения, пересекающих контактную сеть или проходящих на расстоянии менее 4 м от частей контактной сети, находящихся под напряжением, допускается только с разрешения электродиспетчера при условии снятия напряжения с контактной сети и её заземления. Работа может производиться только под наблюдением специально выделенного работника контактной сети.

Работа на контактной сети во время грозы воспрещается.

Каждая отдельно работающая на контактной сети группа должна иметь при себе аптечку, предохранительные пояса, необходимые сигналы, а при работе вблизи от находящихся под напряжением частей - также резиновые перчатки и заземляющую штангу, а в зависимости от местных условий и переносный телефон.

Все применяемые при производстве работ на контактной сети монтажные и предохранительные приспособления должны периодически в установленные сроки освидетельствоваться и испытываться по действующим нормам.

Основные монтажные и предохранительные приспособления: монтажные вагоны, вышки, лейтеры, лестницы, лебёдки, полиспасты, предохранительные пояса, когти, шунтирующие и заземляющие штанги, резиновые перчатки и боты, должны иметь присвоенные им номера и должны быть занесены в хранящиеся у начальников дистанций или у производителей работ книги, в которых должны фиксироваться даты и результаты производящихся освидетельствований и испытаний монтажных приспособлений. Каждый раз перед началом работы все монтажные и предохранительные приспособления должны осматриваться лично непосредственным руководителем работы.ользоваться монтажными и предохранительными приспособлениями с просроченными сроками испытания и освидетельствования не допускается.



Заключение

Темой курсового проекта является «Контактная сеть электрифицируемого участка железной дороги постоянного тока»

Результатом работы является разработанный план контактной сети и воздушных линии станции.

План станции выполнен в масштабе 1:1000, который наиболее удобен для разбивки опор. План перегона выполнен в масштабе 1:2000.

Максимально допустимые длины пролета рассчитаны для режимов ветра максимальной интенсивности и гололеда с ветром. Также проведен расчет максимальной длины пролета по условию соблюдения вертикальных габаритов контактного провода. При расчете получили максимальную длину пролета равную 72,07 для второстепенных путей и 97,1 для главных путей.

Для заданного развития станции выполнен план с учетом принятых длин пролетов, превышение длин пролетов, принятых на плане, не будет выходить за допустимые значения, так как интенсивность ветра на станции будет меньше расчетной из-за наличия построек на ней. Разработана схема питания и секционирования. Выбрано основное оборудование.

При выполнении курсового проекта можно сделать вывод, что в эксплуатации контактная сеть в значительной мере определяет надежность работы электрифицированного участка и выполнение в соответствии с Нормами проектирования контактной сети. Одновременно учитывалось требования, приведённые в документах, регламентирующих эксплуатацию контактной сети: Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог, Правил техники безопасности при эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог и устройств электроснабжения автоблокировки, Инструкции по сигнализации, ПТЭ железных дорог РФ, а также прочих ГОСТов, тщательно построенная контактная сеть является залогом бесперебойной работы.

Список использованной литературы

1. Бондарев Н.А. Контактная сеть/Н.А. Бондарев - М.: Маршрут. 2006.- 590с.

2. Зимакова А.Н. Контактная сеть электрифицированных железных дорог. Расчеты, выбор конструкций и составление монтажных планов: учебник пособие для колледжей и техникумов ж.д. транспорта / А.Н. Зимакова, В.М. Гиенко, В.А. Скворцов/ - М.: ГОУ « УМЦ ЖДТ», 2010.-233с.

3. Методическое указание для курсового проектирования по дисциплине. Контактная сеть. Москва 2000.

4. Нормы проектирования контактной сети ( ВСН 141-90 ).- М.: Минтранс-трой,1992.-118 с.

5. Фрайфельд А.В. Проектирование контактной сети/А.В. Фрайфельд- М.: Транспорт ,1984.-397 с.

6. Фрайдельд А.В. Устройство, сооружение и эксплуатация контактной сети и воздушных линий/А.В. Фрайфельд, А.В., Бондарев Н.А., Марков А.С - М.: Транспорт, 1980. - 422 с.

Размещено на Allbest.ru

...